Бензиномоторная пила

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении бензиномоторных пил. Пила содержит двигатель, пильный аппарат и связанную с ним через стойку опорную раму, средства виброизоляции в виде закрепленных на стойке шарнира и плоской пружины, соединенные с рамой, рукоятки управления из эластичного полимерного материала с внутренними изолированными друг от друга газовыми ячейками. Рукоятки управления установлены на опорной раме пилы с натягом за счет того, что внутренний диаметр их составляет 0,92-0,96 диаметра трубы опорной рамы. Технический результат - обеспечение двукратного гашения вибрации в диапазоне рабочих частот 30-1000 Гц. 1 ил.

 

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано на предприятиях по проектированию и изготовлению бензиномоторных пил.

В предлагаемом изобретении разработана бензиномоторная пила, в которой обеспечивается эффективная виброзащита рук оператора в широком диапазоне частот (30-1000 Гц ).

Бензиномоторная пила является мощным источником динамических нагрузок, которые в зависимости от режима работы полностью или частично воспринимаются руками оператора.

В связи с этим одной из важнейших задач при создании ручных бензиномоторных пил является достижение максимального снижения уровня вибрации на наружных поверхностях рукояток управления, охватываемых руками оператора при работе с пилой.

Сложность решения данной проблемы заключается в том, что в зависимости от режима работы (холостой ход на раскряжевке, раскряжевка, валка леса) на руки оператора воздействуют вибрационные нагрузки в широком диапазоне частот (30-1000 Гц).

В соответствии с патентно-информационными исследованиями в течение последних лет разработано достаточно большое количество механических демпфирующих устройств, обеспечивающих частичное гашение вибрации на рукоятках управления бензиномоторных пил.

Известна переносная моторная пила (см. например, заявку СССР №2031894 по классу В 27 В 17/00 за 1974 г.), в которой рукоятки управления жестко соединены с обоймами, имеющими с внутренней стороны упругие элементы в виде внешнего и внутреннего кольца, соединенные с перемычками. Вибрация, передаваемая от двигателя и пильного аппарата, гасится при передаче на рукоятки за счет поглощающих свойств эластичного материала упругих элементов, которые закреплены на двигателе. Как отмечают авторы наличие упругих элементов снижает вибрацию, обеспечивает хорошую виброустойчивость и управление пилой в любом положении. Основной недостаток данной конструкции заключается в том, что эффективная виброизоляция рукояток управления обеспечивается в ограниченном диапазоне частот вибрации. Ограничение диапазона частот по вибрации обусловлено конкретно заданными жесткими свойствами упругих элементов. Кроме того, сама пила имеет достаточно сложную конструкцию и повышенную массу за счет наличия обойм.

Известны переносные моторные пилы (см. заявку СССР №2331564

по классу В 27 В 17/00 за 1976 г., патент ФРГ 2043708 по классу В 27 В 17/02 за 1977 г., патент ФРГ 2525116 по классу В 27 В 17/02, патент США 3698455 по классу В 27 В 17/02 за 1972 г., патент США 3945119 по классу В 27 В 17/02 за 1976г., патент США 4141143 по классу В 27 В 17/02 за 1979 г.), в которых опорная рама с рукоятками управления непосредственно крепится к корпусу двигателя через эластичные элементы, которые обеспечивают эффективное гашения вибрации в области высоких частот. Для снижения уровня вибрации в области низкочастотного спектра применяются различные конструкции жестких гасителей.

Крепление опорной рамы с рукоятками управления к двигателю пилы через податливые эластичные элементы существенно ухудшает управляемость пилой, что небезопасно для оператора при его работе.

Известна также переносная бензиномоторная пила (см. патент 2109624 РФ по классу В 27 В 17/00 за 1996 г.) принятая авторами за прототип. Она включает двигатель, жестко соединенный с пильным аппаратом и стойкой, бензобак, рукоятки управления из эластичного полимерного материала с внутренними изолированными одна от другой газовыми ячейками сферической формы, опорную раму, виброизолирующее устройство между стойкой и опорной рамой в виде плоской пружины и шарнира. Внутренняя поверхность, по которой рукоятка жестко скрепляется с опорной рамой, выполнена с открытыми газовыми ячейками.

Данная пила обеспечивает двукратное гашение вибрации на рукоятках управления во всем диапазоне рабочих частот: 31,5; 63; 125; 250; 500 л 1000 Гц, Это достигается при строго заданном суммарном объеме газовых ячеек сферической формы в полимерном материале рукояток от общего объема рукоятки (0,4-0,6).

На практике это соблюдается при строгом соблюдении сложной технологии изготовления рукояток. В процессе изготовления идет большой процент брака, так как управлять сложным процессом образования газовых ячеек при полимеризации рукояток невозможно. Все определяется качеством исходного сырья полимерного материала рукояток (исходная влажность, вязкость, сыпучесть компонентов и т.д.) и вспенивателя. Необходимо проводить селекционный отбор компонентов полимерного материала и вспенивателя. Полимерный материал рукояток содержит как минимум 5-6 компонентов. Все это приводит к высокой цене рукояток и на практике оказалось недопустимым при массовом изготовлении рукояток.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и создание конструкции бензиномоторной пилы, в которой так же, как и в прототипе, обеспечивается двукратное гашение вибрации в диапазоне частот 30-1000 Гц, но при этом рукоятки изготавливаются по упрощенной схеме, приемлемой для массового изготовления рукояток.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в том, что рукоятки управления из эластичного полимерного материала с внутренними газовыми ячейками установлены на опорной раме пилы с натягом, внутренний диаметр их составляет 0,92-0,96 диаметра трубы опорной рамы пилы.

На чертеже изображена бензиномоторная пила, общий вид. Она содержит двигатель 1, жестко соединенный с пильным аппаратом 2 и стойкой 3, бензобак 4, рукоятки управления 5, опорную раму 6, виброизолирующее устройство между стойкой 3 и опорной рамой 6, выполненное как у прототипа в виде плоской пружины 7 и шарнира 8.

Основное гашение вибрации в предложенной авторами конструкции осуществляется в самой рукоятке за счет внутреннего трения в полимерной основе (матрице) вязкоупругого материала рукоятки за счет совершения работы деформирования оболочек внутренних газовых ячеек при воздействии вибрационной нагрузки.

На основе многочисленных экспериментальных данных (пиления на стенде в режиме холостого хода, раскряжевки и валки с замером уровня вибрации на наружной поверхности рукояток) авторами было установлено, что значительно повышается эффективность виброгашения рукояток из эластичного полимера с внутренними газовыми ячейками, если рукоятки управления 5 установлены на опорной раме пилы 6 с натягом. При внутреннем диаметре рукояток меньше 0,96 от диаметра трубы опорной рамы пилы за счет натяга обеспечивается предварительное (начальное) сжатие эластичного полимерного материала рукоятки. В результате этого газовые ячейки с исходной сферической формой приобретают эллипсоидальную форму. Это приводит к значительному увеличению суммарной поверхности оболочек газовых ячеек в эластичном полимерном материале и руки оператора получают дополнительную виброизоляцию, что в конечном итоге позволяет полностью снять ограничение по соотношению суммарного объема газовых ячеек к общему объему рукоятки.

При внутреннем диаметре рукояток меньше 0,92 от диаметра трубы опорной рамы пилы происходит практическое смыкание оболочек газовых ячеек в эластичном полимерном материале рукояток, в результате этого резко возрастают вибрационные нагрузки на руки оператора.

Таким образом, только при внутреннем диаметре рукояток управления 5, равном 0,92-0,96 от диаметра трубы опорной рамы пилы 6, обеспечивается высокая эффективность виброгашения на наружной поверхности рукоятки предлагаемой авторами изобретения конструкции бензиномоторной пилы.

В настоящее время проведены стендовые и натурные (в леспромхозах России) испытания предложенной конструкции пилы. Достигнуто двукратное гашение вибрации на рукоятках управления по сравнению с серийной пилой МП-5 «Урал-2 Эл» в актавных полосах рабочих частот 31,5; 63; 125; 250; 500 и 1000 Гц.

Бензиномоторная пила, содержащая двигатель, пильный аппарат и связанную с ним через стойку опорную раму, средства виброизоляции в виде закрепленных на стойке шарнира и плоской пружины, соединенные с рамой, а также рукоятки управления из эластичного полимерного материала с внутренними изолированными одна от другой газовыми ячейками, отличающаяся тем, что рукоятки управления установлены на опорной раме пилы с натягом, внутренний диаметр которых составляет 0,92-0,96 диаметра трубы опорной рамы пилы.